DE4218212A1

DE4218212A1 - Shaping sandwich plates - with support material temporarily filling hollow spaces of the plate

Info

Publication number: DE4218212A1
Application number: DE19924218212
Authority: DE
Inventors: Frank Dr Ebert
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1992-06-03
Publication date: 1993-12-09

Abstract

The method for shaping sandwich plates (1) provided with stiffening ribs (2c) (in partic. plates made of steel or light metals) is characterised by the following steps: (a) hollow spaces of the plate, at least within the regions affected by the shaping process, are filled with a support material (4) before application of the shaping process; b) the support material is removed after completion of the shaping process. b) the support material is removed after completion of the shaping process. USE/ADVANTAGE - For mfr. of objects incorporating shaped sandwich plates. It allows shaping processes (including deep drawing) to be carried out on sandwich plates without damaging their stiffening ribs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen von mit Versteifungsrippen versehenen Sandwich-Platten, insbeson dere aus Stahl oder Leichtmetall. Ein Beispiel für eine derartige Sandwich-Platte zeigt die DE 39 35 120 A1. Dort sind die Versteifungsrippen bzw. ein diese Funktion über nehmendes Metallgitter derartig gestaltet und mit der Oberplatte und der Unterplatte verbunden, daß auch ein Umformen dieser Sandwich-Platte möglich sein soll. Übli che Sandwich-Platten, d. h. Mehrschichtplatten mit einer Oberplatte, einer Unterplatte sowie dazwischenliegenden Versteifungsrippen sind hingegen nicht optimal umformbar und insbesondere nicht tiefziehfähig. Bei einem üblichen Umformprozeß bzw. Tiefziehvorgang werden nämlich die Ver steifungsrippen zumindest teilweise von der Oberplatte oder der Unterplatte abgerissen und zusammengequetscht oder seitlich umgeknickt. Generell können bei üblichen Sandwich-Platten bei üblichen Umformvorgängen die Ver steifungsrippen nicht die Kräfte übertragen, die erfor derlich wären, um die Oberplatte bzw. die Unterplatte bzw. das Grund- oder Deckblech zu strecken.The invention relates to a method for forming with Stiffening ribs provided sandwich panels, in particular made of steel or light metal. An example of a DE 39 35 120 A1 shows such a sandwich plate. There are the stiffening ribs or a this function over taking metal grid designed in such a way and with the Top plate and the bottom plate connected that also a Forming this sandwich plate should be possible. Usual che sandwich plates, d. H. Multi-layer boards with one Top plate, a bottom plate and intermediate Stiffening ribs, however, are not optimally formable and especially not thermoformable. With a usual Forming process or deep drawing process namely the Ver stiffening ribs at least partially from the top plate or torn off the bottom plate and squeezed together or bent sideways. Generally can with usual Sandwich plates in the usual forming processes the Ver stiffening ribs do not transmit the forces required would be around the top plate or the bottom plate or to stretch the base or cover plate.

Da andererseits eine aus der oben genannten Schrift be kannte Sandwich-Platte in der Herstellung äußerst aufwen dig ist, ist es demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Umformen von mit Versteifungsrippen verse henen Sandwich-Platten aufzuzeigen, das bei geringem Auf wand beste Ergebnisse liefert.On the other hand, since a be Known sandwich plate in the production extremely dig, it is the object of the invention, a Process for reshaping verses with stiffening ribs to show the sandwich panels that with little opening wall delivers the best results.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß vor dem Um formvorgang zumindest die in vom Umformprozeß betroffenen Bereichen liegenden Hohlräume mit einem Stützmaterial ausgefüllt werden, das nach dem Umformprozeß wieder ent fernt wird. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Inhalt der Unteransprüche.To solve this problem it is provided that before the order molding process at least those affected by the forming process Areas lying cavities with a support material be filled out, which ent again after the forming process is removed. Advantageous developments of the invention are the content of the subclaims.

Ziel der Erfindung ist es, insbesondere bei der drei dimensionalen Umformung, so beispielsweise dem Tiefzie hen, das Ausknicken der Versteifungsrippen zu verhindern, um die Oberplatte und Unterplatte bzw. die Deck- und Basisbleche abzustrecken. Dies ist nur möglich, wenn die Rippen bzw. die Oberplatte und Unterplatte auf geeignete Weise abgestützt werden. Erfindungsgemäß wird diese Ab stützung dadurch erreicht, daß zumindest die vom Umform prozeß direkt betroffenen Hohlräume zwischen Oberplatte und Unterplatte, die gleichzeitig auch von den Verstei fungsrippen definiert werden, vor der Umformung mit einem druckfesten Stoff ausgefüllt werden. Da andererseits eine Sandwich-Platte ein leichtes Gebilde darstellen soll, das neben dem Flugzeugbau beispielsweise auch im Fahrzeugbau Anwendung finden kann, wird dieser druckfeste Stoff bzw. das Stützmaterial nach dem Umformprozeß wieder aus der Sandwich-Platte entfernt.The aim of the invention is, especially in the three dimensional forming, such as deep drawing to prevent the stiffening ribs from buckling, around the top plate and bottom plate or the top and Iron base sheets. This is only possible if the Ribs or the top plate and bottom plate on suitable Supported way. According to the invention Support achieved in that at least that of the forming Process directly affected cavities between the top plate and bottom plate, which at the same time also from the reinforcement ridges must be defined before forming with a flameproof fabric. On the other hand, because Sandwich plate is supposed to represent a light structure that in addition to aircraft construction, for example in vehicle construction Can be used, this pressure-resistant fabric or the support material after the forming process from the Sandwich plate removed.

Als Stützmaterial können flüssige, pulvrige oder granu latartige Stoffe dienen, die vor dem Umformprozeß ggf. verfestigt bzw. ausgehärtet und nach dem Umformprozeß zum Entfernen wieder verflüssigt bzw. erweicht oder verdampft werden können. Dabei kann das Stützmaterial nach dem Um formprozeß auch ausgeblasen oder ausgerüttelt werden. Insbesondere denkbar ist der Einsatz von Wachs, niedrig schmelzenden Metallen, oder von Sand. Als einfachstes Stützmaterial bietet sich jedoch Wasser an, das direkt vor dem Umformprozeß zu Eis gefroren wird.Liquid, powdery or granular can be used as support material serve lat-like substances that may be used before the forming process solidified or hardened and after the forming process to Removed again liquefied or softened or evaporated can be. The support material after the order molding process can also be blown out or shaken. The use of low wax is particularly conceivable melting metals, or sand. As the simplest Support material, however, offers water that is direct is frozen to ice before the forming process.

Da jedoch ein verfestigter Stoff, so beispielsweise auch Eis, unter Druckeinwirkung - diese tritt intensiv beim Umformprozeß/Tiefziehen auf - verflüssigt werden kann und somit aus den Hohlräumen herausgequetscht werden kann, kann der Rand desjenigen Bereiches, dessen Hohlräume zunächst ausgefüllt wurden, abgedichtet werden. Eine ein fache Abdichtmaßnahme stellt eine örtliche Verformung längs des Bereichsrandes dar. Beispielsweise kann hierzu ein umlaufendes Druckstück bzw. ein Formkörper auf die Sandwich-Platte aufgelegt werden, welches beim Schließen des Umform- bzw. Tiefziehwerkzeuges die Sandwich-Platte örtlich zusammenpreßt und somit noch vor dem eigentlichen Umformprozeß den hohlraum-ausgefüllten Bereich abdichtet. Aber auch eine stufenförmige Absetzung eines üblicher weise zum Einsatz kommenden Blechhalters zum Verprägen des Platten- bzw. Platinenrandes vor der Umformung ist geeignet. Als Formkörper bzw. Druckstücke eignen sich beispielsweise Draht, Metall- oder Kunststoffstreifen.However, since a solidified substance, for example, too Ice, under pressure - this occurs intensely Forming process / deep drawing on - can be liquefied and can thus be squeezed out of the cavities, can be the edge of the area whose voids were filled in first, sealed. An one The simple sealing measure creates a local deformation along the edge of the area. For example, this a circumferential pressure piece or a molded body on the Sandwich plate are placed, which when closing of the forming or deep-drawing tool the sandwich plate compresses locally and thus before the actual one Forming process seals the cavity-filled area. But also a gradual deposition of a common one wise used sheet holder for embossing of the plate or board edge before the forming suitable. Are suitable as moldings or pressure pieces for example wire, metal or plastic strips.

Der Ablauf einer erfindungsgemäßen spanlosen Formgebung einer mit Versteifungsrippen versehenen Sandwich-Platte kann somit wie folgt aussehen:
1. Einfüllen des Stützmateriales (Hilfsstoffes)
2. Abdichten der Ränder
3. Gegebenenfalls Aushärten des Hilfsstoffes (z. B. Einfrieren)
4. Umformen (Tiefziehen, Formstanzen, Fluidzellumfor men)
5. Gegebenenfalls Verflüssigen des Hilfsstoffes
6. Entfernen des Hilfsstoffes (z. B. Auslaufenlassen, Verdampfen, Ausrütteln, Ausblasen). The sequence of a chipless shaping according to the invention of a sandwich panel provided with stiffening ribs can thus look as follows:
1. Filling in the support material (auxiliary material)
2. Seal the edges
3. If necessary, hardening of the auxiliary material (e.g. freezing)
4. Forming (deep drawing, stamping, fluid cell forming)
5. If necessary, liquefy the auxiliary
6. Removal of the auxiliary material (e.g. allowing it to leak, evaporate, shake out, blow out).

Diese einzelnen Verfahrensschritte bedürfen für den Fach mann keiner näheren Erläuterung. Daher wird im folgenden lediglich für das Abdichten der Ränder des hohlraum-aus gefüllten Bereiches ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel kurz erläutert.These individual procedural steps require the specialist no further explanation. Therefore, in the following just for sealing the edges of the cavity-out filled area a preferred embodiment briefly explained.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf eine in einem Tiefzieh werkzeug umzuformende Sandwich-Platte 1. Fig. 2 zeigt den Schnitt B-B aus Fig. 1. Hier erkennt man die Oberplatte 2a, die Unterplatte 2b, sowie die dazwischenliegenden Versteifungsrippen 2c. Fig. 1 shows a plan view of a deep-drawing tool to be formed sandwich panel 1. Fig. 2 shows the section BB from Fig. 1. Here you can see the top plate 2 a, the bottom plate 2 b, and the intermediate stiffening ribs 2 c.

Da der Bereich innerhalb des Randes 3 einem Tiefziehvor gang (Umformprozeß) unterworfen werden soll, wird der Hohlraum bzw. werden die Hohlräume zwischen Oberplatte 2a und Unterplatte 2b in diesen Bereich mit einem Hilfs stoff/Stützmaterial 4 ausgefüllt. Damit der ggf. noch vor dem Umformprozeß ausgehärtete Hilfsstoff innerhalb des relevanten hohlraum-ausgefüllten Bereiches verbleibt, wird der Rand 3 dieses Bereiches abgedichtet. Hierzu wird ein Formkörper 5 in Form eines umlaufenden Drahtes längs des Randes 3 auf die Sandwich-Platte 1 aufgelegt. Unter Einfluß dieses Formkörpers wird vor dem eigentlichen Um formprozeß jedoch im Umformwerkzeug die Sandwich-Platte 1 längs des Randes 3 zusammengequetscht, so daß der Hohl raum zwischen Oberplatte 2a und Unterplatte 2b in ausrei chender Weise abgedichtet ist.Since the area within the edge 3 is to be subjected to a deep-drawing process (forming process), the cavity or the cavities between the top plate 2 a and the bottom plate 2 b are filled in this area with an auxiliary / support material 4 . The edge 3 of this area is sealed so that the auxiliary material which may have cured before the shaping process remains within the relevant cavity-filled area. For this purpose, a molded body 5 in the form of a circumferential wire is placed on the sandwich plate 1 along the edge 3 . Under the influence of this molded body, the sandwich plate 1 is squeezed along the edge 3 in the forming tool before the actual molding process, so that the cavity between the top plate 2 a and the bottom plate 2 b is sealed in a sufficient manner.

Anschließend kann der eigentliche Tiefziehvorgang bzw. Umformprozeß durchgeführt werden, wobei das Stützmaterial 4 eine ausreichende Abstützung bewirkt, um unzulässige Verformungen insbesondere der Versteifungsrippen 2c zu verhindern. Nach dem Umformprozeß wird das Stützmaterial 4 ggf. verflüssigt oder verdampft und schließlich aus der Sandwich-Platte 1 wieder entfernt. Then the actual deep-drawing process or forming process can be carried out, the support material 4 providing sufficient support to prevent inadmissible deformations, in particular of the stiffening ribs 2 c. After the forming process, the support material 4 is, if necessary, liquefied or evaporated and finally removed from the sandwich plate 1 again.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auf einfache Weise möglich, mit Sandwich-Platten beliebige dreidimen sionale Freiformflächen zu erzeugen. Neben dem Tiefziehen ist selbstverständlich auch das Biegen und Abkanten hier mit auf einfache Weise möglich. Damit können derartige rippenverstärkte Sandwich-Bleche auch vermehrt im Automo bil-Karosseriebau verwendet werden. Die Vorteile derarti ger Sandwich-Bleche für den Automobil-Karosseriebau sind bekannt und sollen hier lediglich nochmals kurz angegeben werden:With the method according to the invention, it is simple Possible in any way, with sandwich panels any three dimensions to produce sional free-form surfaces. In addition to deep drawing of course there is also bending and folding here with possible in a simple way. So that can Rib-reinforced sandwich sheets are also increasingly used in automobiles bil body construction can be used. The advantages of such sandwich sheets for automobile body construction known and should only be briefly stated here will:

- high rigidity with low weight
- good vibration properties
- good crash behavior
- good thermal and acoustic insulation
- low height
- fully recyclable
- Media guidance in channels possible
- additional sound insulation possible by foaming the cavities
- Elimination additional stiffening parts.

Claims

1. A method for shaping with stiffening ribs ( 2 c) provided sandwich panels ( 1 ), in particular made of steel or light metal, characterized in that prior to the shaping process, at least the cavities in the areas affected by the shaping process are filled with a supporting material ( 4 ) be removed after the forming process.

2. The method according to claim 1, characterized in that the support material ( 4 ) is solidified / cured before the forming process.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the support material after the forming process is liquefied / softened.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the edge ( 3 ) of the cavity-filled area is sealed.

5. The method according to claim 4, characterized in that the sealing by means of a placed on the sandwich plate ( 1 ) and this in the forming tool along the edge ( 3 ) together menpressed molded body ( 5 ).